内容正文:
第二节 化石燃料的利用
第六单元 燃烧与燃料
1. 通过化石燃料的组成、结构及性质学习,我将了解化石燃料燃烧的过程。
2. 通过分析化石燃料燃烧的产物,我将初步建立守恒观和变化观,了解产物对人类有利的方面和对环境不利的一面,增强保护环境的意识。学会书写碳氢化合物燃烧的化学方程式。
3.通过了解石油分馏、石油裂化的过程,我能知道混合物的应用方式分为直接应用或将物种转化后再利用。
4.通过煤的综合利用及我国能源资源情况,我将体会化石燃料对改善人类生活、促进社会发展起了巨大作用,培养学生环境意识和资源意识。
5.通过了解认识常见的碳单质,进一步体会物质多样性,培养探究意识,进一步建构结构决定性质的观念。
学习目标
人类的生活和社会的发展离不开燃料。你知道我们当今社会使用的主要能源是什么?
问题情境
第一阶段 柴草、木头等
人类祖先通过观察自然火的发生,学会了使用柴草、木头等可燃物生火,使人类第一次支配了一种自然力,从而与动物界彻底分开。
人力和畜力曾经是生产的
主要动力。风力和水力的
利用,使人类找到了可以
代替人力和畜力的新能源
蒸汽机的发明,使煤几乎
在各个方面都有使用,而
内燃机的发明更得使石油
异军突起。
人类迈入电气时代,科学
开始大大影响工业,通信
联络也得到彻底改革,信
息、资讯革命达到顶峰。
核能是人类历史上一项伟
大的发明, 是一种先进的
可以替代常规能源的能源
核能目前主要用于发电。
第二阶段畜力、风力、水力等自然动力的利用
第三阶段化石燃料的开发和热的利用
第四阶段电的发现及开发利用
第五阶段原子核能的发现及开发利用
人类对能源利用的发展史
第三阶段化石燃料的开发和热的利用
问题组:
化石燃料的燃烧
任务一:自主导学
1.当今社会使用的燃料有哪些?
2.化学燃料有哪些?它们是怎样形成的?
3.从物质的组成来看,化石燃料的主要成分是什么?从微观角度分析,燃烧的过程是怎样的?
1.当今社会使用的燃料有哪些?
柴草、煤炭、汽油、柴油、煤油、天然气、液化石油气、管道煤气… …
化石燃料的燃烧
任务一:自主导学
2.化学燃料有哪些?它们是怎样形成的?
煤、石油、天然气是当今世界最重要的三大化石燃料。是埋藏在地下的不可再生资源,都是复杂的混合物。它们是由远古时代的动植物和其他生物的遗体堆积起来,并被岩石层、泥浆层埋入地下后,经几亿年的时间,在地球内部的热量和压力的作用下形成的。
任务一:自主导学
化石燃料的燃烧
3.从物质的组成来看,化石燃料的主要成分是什么?从微观角度分析,燃烧的过程是怎样的?
任务一:自主导学
煤、石油、天然气都是由碳氢化合物组成的混合物。这类物质在空气(或氧气)中燃烧时,碳原子和氢原子分别与氧原子结合,形成CO2 和H2O ,同时会以光能和热能的形式释放出能量,因而是很好的能源。当今世界,人类利用的能量(如热能、电能等)主要来自于化石燃料的燃烧。
火力发电
化石燃料的燃烧
问题组:
化石燃料的燃烧
任务二:自主导学
1.根据化石燃料的元素组成,分析化石燃料在燃烧的过程中能产生哪些物质?会造成怎样的危害?
2.从石油中得到的液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)等。请写出液化石油气完全燃烧时有关反应的化学方程式。
1.根据化石燃料的元素组成,分析化石燃料在燃烧的过程中能产生哪些物质?会造成怎样的危害?
任务二:自主导学
煤、汽油、煤油、柴油、液化石油气等燃料中,除了含有碳、氢元素外,还含有硫、氮等元素,这些元素在燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物,释放到大气中,造成环境污染。
化石燃料的燃烧
化石燃料 天然气 煤 石油
主要元素
充分燃烧的产物
C、H
主要含C(含少量 H、N、S、O)
主要含C、H(含少量
S、O、N)
CO2
H2O
CO2 H2O
SO2 、氮的氧化物
化石燃料的组成及燃烧的产物:
较清洁的燃料
任务二:自主导学
2.从石油中得到的液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)等。请写出液化石油气完全燃烧时有关反应的化学方程式。
化石燃料的燃烧
丙烷(C3H8)燃烧的化学方程式:
丁烷(C4H10)燃烧的化学方程式:
C3H8+5O2
=======
点燃
8CO2+10H2O
2C4H10+13O2
=======
点燃
3CO2+4H2O
丙烯燃烧的化学方程式:
丁烯燃烧的化学方程式:
2C3H6+9O2
=======
点燃
4CO2+4H2O
C4H8+6O2
=======
点燃
6CO2+6H2O
在选择燃料时要综合考虑各方面的因素。
选择合适的燃料
任务三:互学交流
问题组:
化石燃料的燃烧
任务三:互学交流
1.为什么烧烤时常用木炭,而不是表中的其他燃料?
2.选择满足下列用途的燃料,并说明理由。
问题组:
化石燃料的燃烧
任务四:自主导学
1.用来驱动汽车、飞机和轮船的燃料主要是如何得来的?
2.石油分馏的原理是什么?
3.如何通过石油裂化,使石油转化成塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等?
1.用来驱动汽车、飞机和轮船的燃料主要是如何得来的?
石油的综合利用
任务四:自主导学
用来驱动汽车、飞机和轮船的燃料主要是从石油中分离出来的汽油、航空煤油、柴油等。
石油的分馏
石油的分馏——物理变化
石油是由沸点不同的有机物组成的复杂混合物,人们把它称为“工业的血液”,主要含有C、H两种元素。
分馏原理:利用石油中各成分的沸点不同,将它们分离,得到不同的产品。比如石油液化气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等。
石油的综合利用
任务四:自主导学
2.石油分馏的原理是什么?
石油的综合利用
任务四:自主导学
3.如何通过石油裂化,使石油转化成塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等?
改变石油中的分子,使大分子断裂为小分子,小分子重新组合成大分子,从而把黑色的液体石油转化成为塑料、橡胶、合成纤维、医药、农药、染料等多种工业产品,所以人们把石油称为“工业的血液”。
石油的加工原理
石油加工厂
问题组:
化石燃料的燃烧
任务五:自主导学
1.煤的综合利用措施有哪些?
2.如何来解决能源危机以及化石燃料燃烧带来的环境问题?
煤的综合利用
任务五:自主导学
1.煤的综合利用措施有哪些?
煤是主要含碳元素的混合物,被称为“工业的粮食”。我国是一个煤炭资源丰富,石油、天然气资源相对不足的大国。在我国,实现对煤的综合利用已是当务之急。
当前,煤的综合利用措施主要有煤的气化、煤的焦化和煤的液化等。这“三化”均属于化学变化。
(1)煤的气化是使煤在氧气不足的情况下发生不完全燃烧,从而转化为既可作燃料气,又可作化工原料的 CO、CH4、H2等。
将水蒸气通过炽热的碳层,可制得水煤气(CO和H2的混合气体),其反应化学方程式:
C +H2O ==== H2 + CO
高温
(2)煤的焦化是指把煤隔绝空气加强热,将煤分解为焦炭(用于金属冶炼、作电极材料等)、煤焦油(含有多种化工原料)、焦炉气(含有CO、CH4、H2、CO2等)的过程。
(3)煤的液化是一项生产人造石油的技术,因为煤中碳元素含量高,氢元素含量低,而且碳、氢元素多以巨型分子存在,液化的目的就是把煤分裂为小的分子,再利用催化剂向那些小分子中加入氢,以得到与石油产品成分相近的燃料油(煤变油)。
2.如何来解决能源危机以及化石燃料燃烧带来的环境问题?
煤、石油、天然气是不可再生的宝贵资源,其储量有限。科学家们正积极寻找其他可再生的替代资源,以保持人类的可持续发展。
任务五:自主导学
世界范围主要化石能源的使用年限
200~220年
45~50年
50~60年
1、节约能源
节约用电 ;节约用煤;研制节能产品,减少能源消耗。
2、提高燃料的利用率
改进燃料燃烧设备和技术,使燃料充 分燃烧;对燃料进行深加工后综合利用。
3、开发和利用新能源
太阳能、核能、氢能源、风能、地热能、潮汐能等。
解决能源危机的措施
问题组:
化石燃料的燃烧
任务六:交流互学
1.石墨转化为金刚石是化学变化还是物理变化?
2.C60的发现过程给了你什么启示?
3.为什么人们会在刚装修过的房间里放置一些活性炭包
煤的综合利用
任务六:交流互学
1.石墨转化为金刚石是化学变化还是物理变化?
石墨和金刚石是不同的物质,因此属于化学变化。
2.C60的发现过程给了你什么启示?
煤的综合利用
任务六:交流互学
3.为什么人们会在刚装修过的房间里放置一些活性炭包?
活性炭具有疏松多孔结构,能够吸附有毒有害气体
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